CN108407612A - 一种铰接式自卸车同轴分动驱动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铰接式自卸车同轴分动驱动机构，包括输入及差速器模块、后输出轴、前输出模块、差速锁模块，输入及差速器模块包括输入法兰、托架、十字轴齿、前输出端面齿、后输出端面齿；后输出轴包括后输出法兰和轴；前输出模块包括前输出轴和齿轮Z1，前输出轴装备有前输出法兰和齿轮Z2，齿轮Z1与齿轮Z2相啮合；差速锁模块包括后输出花键、操纵缸、前输出花键、花键滑套；输出法兰与输出法兰在同一轴线上，且旋转方向相同；齿轮Z1和齿轮Z2的啮合关系，保证了前输出法兰与后输出法兰的旋转方向相反。
Description
技术领域
本发明涉及一种铰接式自卸车同轴分动驱动机构，属于铰接式自卸车技术领域。
背景技术
铰接式自卸汽车是指驾驶室和车体之间具有铰接点及摆动环的运输机械。铰接车的设计思想起源于20世纪60年代末的北欧，当时恶劣天气及空间受限的工作条件迫切需要一种介于传统刚性后卸式运输汽车和铲运机之间的铲土运输设备，这种设备就是现在的铰接式自卸车。其用途由最初的修路逐渐发展应用到采矿业、水电工程、铁路工程和机场等不同行业的工程项目中，运输物料的种类主要有泥土、岩石、木屑和垃圾等散装物料运输。
普通刚性自卸车，一般前输出轴为非驱动的转向轴，后输出轴为驱动轴。由于运行的道路条件非常恶劣，为了提高车辆的动力性能，与刚性车不同，铰接式自卸车所有的车轴都需要驱动。因此，需要将发动机和变速箱传递过来的动力进行分配，一部分往前驱动前输出轴，一部分往后驱动后输出轴。需要有合适的分动驱动机构与之匹配。
中国发明专利授权CN 103982632 B公开了一种用于工程车辆的分动箱以及铰接式自卸车，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在加工装配难度较大的技术问题。该用于工程车辆的分动箱包括箱体、动力输入轴、前桥输出轴、后桥输出轴以及差速传动机构，差速传动机构设置在动力输入轴、前桥输出轴以及后桥输出轴三者之间，且动力输入轴通过差速传动机构带动前桥输出轴以及后桥输出轴相对于箱体既能以不同的转速转动又能以相同的转速转动；前桥输出轴的转动轴线与后桥输出轴的转动轴线重合。
上述发明专利公布的技术可以用于铰接式自卸车全轮驱动动力分配，但是存在以下改进空间：分动箱的前输出和后输出在同轴，后输出较低，不利于增加离地间隙；零部件个数较多，结构复杂，不够紧凑。在一些应用场合下，要求后输出与输入同轴；在路面条件恶劣的情况下，车轴发生打滑，需要由差速锁机构进行锁止。上述发明专利的技术方案无法满足。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种铰接式自卸车同轴分动驱动机构。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：包括输入及差速器模块、后输出轴、前输出模块、差速锁模块，其中：
输入及差速器模块包括输入法兰1、托架5、十字轴齿7、前输出端面齿4、后输出端面齿6；
后输出轴包括后输出法兰2和轴；
前输出模块包括前输出轴和齿轮Z1，前输出轴装备有前输出法兰3和齿轮Z2，齿轮Z1与齿轮Z2相啮合；
差速锁模块包括后输出花键8、操纵缸9、前输出花键10、花键滑套11；
输出法兰2与输出法兰1在同一轴线上，且旋转方向相同；
齿轮Z1和齿轮Z2的啮合关系，保证了前输出法兰3与后输出法兰2的旋转方向相反。
进一步地，所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：输入法兰1通过托架5与十字轴齿7保持常连接，将动力传动到十字轴齿7 。
进一步地，所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：十字轴齿7有四个小齿轮，十字轴齿同时与前输出端面齿4和后输出端面齿6同时啮合，动力一分为二：一部分通过与前输出端面齿4相连的齿轮Z1输出到前输出轴，通过前输出法兰3输出；另一部分通过与后输出端面齿6相连的后输出轴上的后输出法兰2输出。
进一步地，所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：所述前输出轴通过传动轴与前输出法兰3相连，后输出轴通过传动轴与后输出法兰2相连，实现分动驱动功能。
非差速状态下：十字轴齿7只有公转，四个小齿轮没有自转，公转速度与输入法兰1转速相同，此时前输出端面齿4、后输出端面齿6的转速均与输入法兰1转速相同。
差速状态：此时十字轴齿7公转转速等于输入法兰1转速， 四个小齿轮发生自转，此时前输出端面齿4、后输出端面齿6的转速不同，且具有下列关系：
前输出端面齿4的转速+后输出端面齿6的转速=2倍输入法兰1转速。
正常工况下，操纵缸9的大腔没有压力，活塞位于最右侧，花键滑套11位于右侧，仅仅与后输出花键8保持同转速运行，差速器处于非锁止状态，实现前输出法兰3和后输出法兰2的不等速状态。
差速器进行锁止的工况下，操纵缸9的大腔充满压力，活塞左移，花键滑套11左移，同时啮合后输出花键8与前输出花键10，二者保持同转速运行，从而实现任何工况下，前输出法兰3和后输出法兰2保持同转速运行，防止打滑。
所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，用于铰接式自卸车时，实现将输入的动力一分为二变为前后输出的功能，后输出高于前输出且与输入同轴，同时前输出和后输出具有差速功能，以及差速锁功能。
作为优选方案，所述的操纵缸9可以为气压操纵缸或液压操纵缸。
有益效果：本发明提供的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，具有后输出高于前输出的优点，离地间隙大、通过性能好；零部件数量少且结构紧凑，制造成本低、易于维修；后输出与输入同轴，结构紧凑；且具有差速器锁止机构，对前输出和后输出进行锁止，防止打滑。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为差速器锁止状态示意图；
图3为前输出端面齿的示意图；
图4为后输出端面齿的示意图；
图5为十字轴齿的示意图；
图6为十字轴齿的俯视图；
图中：1输入法兰， 2后输出法兰， 3前输出法兰， 4前输出端面齿， 5托架， 6后输出端面齿， 7十字轴齿， 8后输出花键， 9操纵缸， 10前输出花键， 11花键滑套。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，为一种铰接式自卸车同轴分动驱动机构，由以下部分构成：输入及差速器模块，后输出轴，前输出模块、差速锁模块；
输入及差速器模块由输入法兰1、托架5、十字轴齿7、前输出端面齿4、后输出端面齿6组成；后输出轴由后输出法兰2和轴组成；前输出模块由装备有前输出法兰3和齿轮Z2的前输出轴以及同齿轮Z2啮合的齿轮Z1组成，差速锁模块由后输出花键8、操纵缸9、前输出花键10、花键滑套11组成；
输出法兰2与输出法兰1在同一轴线上，且旋转方向相同；
Z1和Z2的啮合关系，保证了前输出法兰3与后输出法兰2的旋转方向相反。
结合图1、图2，对分动驱动实现路径进行说明。
输入法兰1通过托架5与十字轴齿7保持常连接，将动力传动到十字轴齿7。图3为前输出端面齿的示意图；图4为后输出端面齿的示意图；如图5和图6所示，十字轴齿7有四个小齿轮，小齿轮同时与前输出端面齿4和后输出端面齿6同时啮合，动力一分为二。一部分通过与前输出端面齿4相连的齿轮Z1输出到前输出轴，通过前输出法兰3输出。另一部分通过与后输出端面齿6相连的后输出轴上的后输出法兰2输出。
前输出轴通过传动轴与前输出法兰3相连，后输出轴通过传动轴与后输出法兰2相连，实现分动驱动功能。
结合图1、图2，对差速功能的实现路径进行说明。
非差速状态下：十字轴齿7只有公转，四个小齿轮没有自转，公转速度与输入法兰1转速相同，此时前输出端面齿4、后输出端面齿6的转速均与输入法兰1转速相同。
当铰接式自卸车运行的路面情况发生变化时，需要提供差速状态：此时十字轴齿7公转转速等于输入法兰1转速，但是四个小齿轮发生自转，此时前输出端面齿4、后输出端面齿6的转速不同，且具有下列关系：
前输出端面齿4的转速+后输出端面齿6的转速=2倍输入法兰1转速
例如：当前输出法兰3完全静止的情况下，齿轮Z1转速为零，此时前输出端面齿4转速为零，后输出端面齿6转速为2倍输入法兰1转速。此工况说明后输出轴发生完全打滑，无论输入转速和转矩如何，前输出轴保持静止，车辆也静止。
结合图1、图2，对差速锁功能的实现路径进行说明。
本发明的技术方案能在前输出轴或后输出轴发生打滑的工况下，采用差速器锁止机构进行锁止，达到防止打滑的效果。
如图1所示，正常工况下，操纵缸9的大腔没有压力，活塞位于最右侧，花键滑套11位于右侧，仅与后输出花键8保持同转速运行，差速器处于非锁止状态，可以实现前输出法兰3和后输出法兰2的不等速状态。
如图2所示，在需要对差速器进行锁止的工况下，操纵缸9的大腔充满压力，活塞左移，花键滑套11左移，同时啮合后输出花键8与前输出花键10，二者保持同转速运行，从而实现任何工况下，前输出法兰3和后输出法兰2保持同转速运行，防止打滑。
操纵缸9可以为气压操纵缸或液压操纵缸。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：包括输入及差速器模块、后输出轴、前输出模块、差速锁模块，其中：
输入及差速器模块包括输入法兰、托架、十字轴齿、前输出端面齿、后输出端面齿；
后输出轴包括后输出法兰和轴；
前输出模块包括前输出轴和齿轮Z1，前输出轴装备有前输出法兰和齿轮Z2，齿轮Z1与齿轮Z2相啮合；
差速锁模块包括后输出花键、操纵缸、前输出花键、花键滑套；
输出法兰与输出法兰1在同一轴线上，且旋转方向相同；
齿轮Z1和齿轮Z2的啮合关系，保证了前输出法兰与后输出法兰的旋转方向相反。
2.根据权利要求1所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：输入法兰通过托架与十字轴齿保持常连接，将动力传动到十字轴齿 。
3.根据权利要求2所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：十字轴齿有四个小齿轮，十字轴齿同时与前输出端面齿和后输出端面齿同时啮合，动力一分为二：一部分通过与前输出端面齿相连的齿轮Z1输出到前输出轴，通过前输出法兰输出；另一部分通过与后输出端面齿相连的后输出轴上的后输出法兰输出。
4.根据权利要求2所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：所述前输出轴通过传动轴与前输出法兰相连，后输出轴通过传动轴与后输出法兰相连，实现分动驱动功能。
5.根据权利要求3所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：非差速状态下：十字轴齿只有公转，四个小齿轮没有自转，公转速度与输入法兰转速相同，此时前输出端面齿、后输出端面齿的转速均与输入法兰转速相同。
6.根据权利要求3所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：差速状态：此时十字轴齿公转转速等于输入法兰转速，四个小齿轮发生自转，此时前输出端面齿、后输出端面齿的转速不同，且具有下列关系：
前输出端面齿的转速+后输出端面齿的转速=2倍输入法兰转速。
7.根据权利要求1所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：正常工况下，操纵缸的大腔没有压力，活塞位于最右侧，花键滑套位于右侧，仅仅与后输出花键保持同转速运行，差速器处于非锁止状态，实现前输出法兰和后输出法兰的不等速状态。
8.根据权利要求1所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：差速器进行锁止的工况下，操纵缸的大腔充满压力，活塞左移，花键滑套左移，同时啮合后输出花键与前输出花键，二者保持同转速运行，从而实现任何工况下，前输出法兰和后输出法兰保持同转速运行，防止打滑。
9.根据权利要求1所述的铰接式自卸车同轴分动驱动机构，其特征在于：所述的操纵缸为气压操纵缸或液压操纵缸。
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